Почему при замыкании цепи сила тока в ней нарастает постепенно?

12 ответов на вопрос “Почему при замыкании цепи сила тока в ней нарастает постепенно?”

  1. alexkurmanov Ответить

    Решение задачи:
    1. Какое физическое явление называется самоиндукцией? Чему равна ЭДС самоиндукции?
    Самоиндукцией называется явление возникновения ЭДС в проводящем контуре при изменении в нем силы тока.
    2. Как зависит индуктивность катушки от числа витков? Почему?
    Если катушка состоит из N витков, то ее индуктивность в N2 раз больше индуктивности одного витка, потому что, во-первых, суммируются индукции каждого из N витков, и, во-вторых, площадь, которая пронизывается результирующей индукцией, оказывается в N раз больше.
    3. Почему при замыкании цепи сила тока в ней не нарастает мгновенно?
    При замыкании ключа магнитный поток через соленоид возрастает, и по правилу Ленца возникает индукционный ток, который создает индукцию, направленную против внешней индукции. Полярность ЭДС самоиндукции включена встречно ЭДС внешнего источника, и оно препятствует нарастанию силы тока через катушку. Поэтому при замыкании цепи сила тока в ней не нарастает мгновенно.
    4. Почему возникает ток размыкания? В каком направлении он протекает?
    При размыкании ключа К возникает ток самоиндукции, направленный в ту же сторону, в которую протекал ток в цепи до ее размыкания. Магнитный поток поддерживается без изменения ЭДС самоиндукции, которая ускоряет движение электронов в проводнике. Поэтому ток в разомкнутой цепи продолжает протекать в течение некоторого времени релаксации.
    5. Как время релаксации характеризует индукционные токи при замыкании и размыкании цепи?
    Время релаксации – это характеристика инерционных свойств любой электрической цепи. Оно определяет время протекания тока размыкания и время нарастания тока замыкания.

  2. yablochkin Ответить

    Электромагнетизм. § 34. Опыты Генри → номер 36

    1. Какое физическое явление называется самоиндукцией? Чему равна ЭДС самоиндукции?

    Самоиндукцией называется явление возникновения ЭДС в проводящем контуре при изменении в нем силы тока.

    2. Как зависит индуктивность катушки от числа витков? Почему?

    Если катушка состоит из N витков, то ее индуктивность в N2 раз больше индуктивности одного витка, потому что, во-первых, суммируются индукции каждого из N витков, и, во-вторых, площадь, которая пронизывается результирующей индукцией, оказывается в N раз больше.

    3. Почему при замыкании цепи сила тока в ней не нарастает мгновенно?

    При замыкании ключа магнитный поток через соленоид возрастает, и по правилу Ленца возникает индукционный ток, который создает индукцию, направленную против внешней индукции. Полярность ЭДС самоиндукции включена встречно ЭДС внешнего источника, и оно препятствует нарастанию силы тока через катушку. Поэтому при замыкании цепи сила тока в ней не нарастает мгновенно.

    4. Почему возникает ток размыкания? В каком направлении он протекает?

    При размыкании ключа К возникает ток самоиндукции, направленный в ту же сторону, в которую протекал ток в цепи до ее размыкания. Магнитный поток поддерживается без изменения ЭДС самоиндукции, которая ускоряет движение электронов в проводнике. Поэтому ток в разомкнутой цепи продолжает протекать в течение некоторого времени релаксации.

    5. Как время релаксации характеризует индукционные токи при замыкании и размыкании цепи?

    Время релаксации — это характеристика инерционных свойств любой электрической цепи. Оно определяет время протекания тока размыкания и время нарастания тока замыкания.

  3. dm007 Ответить

    Влияние самоиндукции на ток при замыкании и размыкании цепи, содержащей индуктивностьРассмотрим несколько случаев влияния ЭДС самоиндукции на ток в цепи. Случай 1. По правилу Ленца токи, возникающие в цепях вследствие самоиндукции, всегда направлены так, чтобы препятствовать изменению тока, текущего в цепи. Это приводит к тому, что при замыкании ключа установление тока /2 в цепи,…
    (Физика. Основы электродинамики. Электромагнитные колебания и волны)
    Ток при замыкании и размыкании цепиПо правилу Ленца дополнительные токи, возникающие вследствие самоиндукции, всегда направлены так, чтобы противодействовать изменениям тока в цепи. Это приводит к тому, что установление тока при замыкании цепи и убывание тока при размыкании цепи происходит не мгновенно, а постепенно. Найдём сначала характер…
    (Элементы электростатики и электромагнетизма)
    Внутренние короткие замыкания в силовых цепяхК внутренним коротким замыканиям относят замыкания в цепях «синхронный генератор—выпрямительная установка» на тепловозе или «тяговый трансформатор—преобразователь» — на электровозе. Короткое замыкание в фазах тягового генератора Рассмотрим трехфазное короткое замыкание цепи, питающейся от генератора….
    (Электронное оборудование локомотивов)
    Внешние короткие замыкания в силовых цепяхКороткие замыкания в цепи выпрямленного тока генератора — внешние короткие замыкания — чаще всего возникают при появлении кругового огня на коллекторе тягового двигателя или из-за нарушения электрической прочности изоляции в силовой цепи. Амплитуда и длительность токов короткого замыкания определяются…
    (Электронное оборудование локомотивов)
    Нагрев и устойчивость контактов и контактных соединений при токах короткого замыканияПри коротких замыканиях процесс протекания тока длится только несколько секунд, но количество тепла в контактах и контактных соединениях выделяется значительно больше, чем в продолжительном режиме. Кроме того, в точке контактирования возникают электродинамические силы, стремящиеся отбросить один контакт…
    (Электрические аппараты)
    РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯКоротким замыканием (КЗ) называется соединение между двумя точками сети с разными потенциалами, не предусмотренное нормальными условиями работы установки. Это может быть соединение каких-либо точек разных фаз, фазного и нейтрального (нулевого) провода, соединение проводов с землей или ее эквивалентом….
    (Электрические аппараты)
    Расчет токов короткого замыкания при напряжении выше 1 кВПри расчете токов КЗ в электроустановках предприятий принимаются следующие допущения: • электродвижущие силы источников питания считают неизменными; • трехфазную систему считают симметричной; • не учитывают насыщение магнитных систем, что позволяет считать все цепи линейными; • пренебрегают емкостными…
    (Электрические аппараты)
    Защита от токов короткого замыкания и перегрузокДля защиты источников электрической энергии и электрических цепей от токов короткого замыкания на вагонах применяют плавкие предохранители и автоматические выключатели. Защита отдельных потребителей от перегрузок осуществляется тепловым реле. Рис. 4.21. Главный предохранитель: 1,6 — контакты;…
    (Электрические аппараты и цепи вагонов)
    Сушка током короткого замыкания.Для сушки токами короткого замыкания одну из обмоток замыкают накоротко, а на другую подают напряжение короткого замыкания, определяемое по паспортным данным трансформатора. Схемы включения обмоток трехфазных трансформаторов при этом способе прогрева приведены на рис. 15.9. Мощность Рпр (кВт) для прогрева…
    (Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования)

  4. lusuk77 Ответить

    Подставив это значение в (65.3), придем к выражению

    Итак, после отключения источника э. д. с. сила тока в цепи не обращается мгновенно в нуль, а убывает по экспоненциальному закону (65.4). График убывания дан на рис. 65.2 (кривая ).
    Скорость убывания определяется имеющей размерность времени величиной

    которую называют постоянной времени цепи. Заменив в (65.4) через получим

    В соответствии с этой формулой есть время, в течение которого сила тока уменьшается в раз. Из (65.5) видно, что чем больше индуктивность цепи L и меньше ее сопротивление R, тем больше постоянная времени и тем медленнее спадает ток в цепи.
    Для упрощения расчетов мы считали, что цепь в момент отключения источника тока замыкается накоротко. Если просто разорвать цепь с большой индуктивностью, возникающее высокое индуцированное напряжение создает искру или дугу в месте разрыва.
    Теперь рассмотрим случай замыкания цепи. После подключения источника э. д. с., до тех пор пока сила тока не достигнет установившегося значения (65.1), в цепи кроме э. д. с. будет действовать э. д. с. самоиндукции. Следовательно, в соответствии с законом Ома

    или

    Мы пришли к линейному неоднородному дифференциальному уравнению, которое отличается от уравнения (65.2) лишь тем, что в правой части вместо нуля в нем стоит постоянная величина Из теории дифференциальных уравнений известно, что общее решение линейного неоднородного уравнения можно получить, прибавив любое его частное решение к общему решению соответствующего однородного уравнения (см. § 52 1-го тома). Общее решение однородного уравнения имеет вид (65.3). Легко убедиться в том, что является частным решением уравнения (65.7).

    Рис. 65.2.

  5. nitro42rus Ответить

    Оба эти случая говорят, что чем больше индуктивность цепи L и чем меньше сопротивление R, тем больше постоянная времени τ и тем медленнее изменяется ток в цепи.

    Рис. 5.2
    Случай 3.
    Размыкание цепи, содержащей индуктивность L. Т.к. цепь разомкнута, ток не течёт, поэтому рисуем зависимость  (рис. 5.3).

    Рис. 5.3
    При размыкании цепи в момент времени , . Это приводит к резкому возрастанию ЭДС индукции, определяемой по формуле

    Происходит этот скачок вследствие большой величины скорости изменения тока .
     резко возрастает по сравнению с  и даже может быть в несколько раз больше . Поэтому нельзя резко размыкать цепь, включающую в себя трансформаторы и другие индуктивности.

    Явление самоиндукции
    Взаимная индукция

  6. spirit005 Ответить

    4. Как уже было показано, магнитный поток Ф прямо пропорционален модулю вектора магнитной индукции В: Ф ~ В. В свою очередь, магнитная индукция В прямо пропорциональна силе тока в проводнике I, создающем магнитное поле: В ~ I. Следовательно, можно считать, что Ф ~ I. Обозначив коэффициент пропорциональности между силой тока в проводнике и магнитным потоком, пронизывающим его, буквой L, можно записать:
    Ф = LI.
    Этот коэффициент называют индуктивностью проводника.
    Индуктивность зависит от размеров проводника, его формы, свойств среды, в которой находится проводник, но не зависит от силы тока, протекающего по данному проводнику.
    Единицей индуктивности в СИ является генри (1 Гн):

    Индуктивность проводника равна 1 Гн, если в нём при силе тока 1 А создаётся магнитный поток 1 Вб.
    Вопросы для самопроверки
    1. В чём состоит явление самоиндукции?
    2. Что общего в явлениях электромагнитной индукции и самоиндукции?
    3. Опишите опыт по наблюдению явления самоиндукции.
    4. Почему при замыкании цепи сила тока в ней нарастает постепенно?
    5. В чём проявляется аналогия между явлениями инерции и самоиндукции?
    6. Что принято за единицу индуктивности?
    Задание 31
    1. Почему отключение мощных потребителей тока от источников питания производят при помощи реостатов?
    2. Изменится ли индуктивность катушки, если ввести в неё стальной сердечник? Почему?
    3. Зависит ли индуктивность катушки от числа витков в ней?
    4. Чему равна индуктивность витка проволоки, если при силе тока 5 А создаётся магнитный поток 15 мВб?
    5*. Сила тока в катушке, имеющей 100 витков проволоки, равна 6 А. Магнитный поток, создаваемый в одном витке, равен 15 мВб. Чему равна индуктивность катушки?
    Ответы к заданиям
    4. 3 мГн.
    5*. 0,25 Гн.
    <<< К началу

  7. gcs Ответить

    4. Как уже было показано, магнитный поток Ф прямо пропорционален модулю вектора магнитной индукции В: Ф ~ В. В свою очередь, магнитная индукция В прямо пропорциональна силе тока в проводнике I, создающем магнитное поле: В ~ I. Следовательно, можно считать, что Ф ~ I. Обозначив коэффициент пропорциональности между силой тока в проводнике и магнитным потоком, пронизывающим его, буквой L, можно записать:
    Ф = LI.
    Этот коэффициент называют индуктивностью проводника.
    Индуктивность зависит от размеров проводника, его формы, свойств среды, в которой находится проводник, но не зависит от силы тока, протекающего по данному проводнику.
    Единицей индуктивности в СИ является генри (1 Гн):

    Индуктивность проводника равна 1 Гн, если в нём при силе тока 1 А создаётся магнитный поток 1 Вб.
    Вопросы для самопроверки
    1. В чём состоит явление самоиндукции?
    2. Что общего в явлениях электромагнитной индукции и самоиндукции?
    3. Опишите опыт по наблюдению явления самоиндукции.
    4. Почему при замыкании цепи сила тока в ней нарастает постепенно?
    5. В чём проявляется аналогия между явлениями инерции и самоиндукции?
    6. Что принято за единицу индуктивности?
    Задание 31
    1. Почему отключение мощных потребителей тока от источников питания производят при помощи реостатов?
    2. Изменится ли индуктивность катушки, если ввести в неё стальной сердечник? Почему?
    3. Зависит ли индуктивность катушки от числа витков в ней?
    4. Чему равна индуктивность витка проволоки, если при силе тока 5 А создаётся магнитный поток 15 мВб?
    5*. Сила тока в катушке, имеющей 100 витков проволоки, равна 6 А. Магнитный поток, создаваемый в одном витке, равен 15 мВб. Чему равна индуктивность катушки?
    Ответы к заданиям
    4. 3 мГн.
    5*. 0,25 Гн.
    <<< К началу

  10. VideoAnswer Ответить

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *